public class Array<E> {
    private E[] data;
    private int size;           //当前数组中第一个没有元素的位置&&元素个数

    /**
     * 初始化一个数组
     *
     * @param capacity 数组最大容量
     */
    public Array(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 无参构造默认10
     */
    public Array() {
        this(10);
    }

    /**
     * 获取数组中元素个数
     */
    public int getSize() {
        return size;
    }

    /**
     * 获取数组容量
     */
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    /**
     * 返回数组是否为空
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 向所有元素最后添加一个新元素
     *
     * @param e
     */
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    /**
     * 头添加
     *
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    /**
     * 在index位置插入新元素e
     *
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index, E e) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("Add failed.Require index >= 0 and index <= size.");
        }
        if (size == data.length) {
            resize(2*data.length);
        }
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            data[i + 1] = data[i];
        }
        data[index] = e;
        size++;
    }

    /**
     * 改变当前容量大小
     * @param newCapacity
     */
    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[])new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        data = newData;
    }

    /**
     * 打印数组
     *
     * @return
     */
    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append(String.format("Array: size = %d, capacity = %d\n", size, data.length));
        res.append("[");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            res.append(data[i]);
            if (i != size - 1)
                res.append(", ");
        }
        res.append("]");
        return res.toString();
    }

    /**
     * 获取
     *
     * @param index
     * @return
     */
    E get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
        }
        return data[index];
    }

    /**
     * 取出第一个元素
     * @return
     */
    E getFirst(){
        return get(0);
    }

    /**
     * 取出最后一个元素
     * @return
     */
    E getList(){
        return get(size-1);
    }


    /**
     * 修改元素
     *
     * @param index
     * @param e
     */
    void set(int index, E e) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal.");
        }
        data[index] = e;
    }

    public boolean contains(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i] == e) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public int find(E e) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (data[i] == e) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 从数组中删除元素，并返回
     *
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal.");
        }
        E ret = data[index];
        for (int i = index + 1; i < size; i++) {
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        data[size] = null;  //loitering objects != memory leak
        //如果数据量只有容量的一半，缩容。为了防止复杂度振荡，当数组元素为容量的四分之一时才缩容为一半
        if (size==data.length / 4 && data.length /2 != 0){
            resize(data.length/2);
        }
        return ret;
    }

    /**
     * 从数组中删除第一个元素
     *
     * @return
     */
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }

    /**
     * 从数组中删除最后一个元素
     *
     * @return
     */
    public E removeList() {
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 从数组中删除元素e
     *
     * @param e
     */
    public void removeElement(E e) {
        int index = find(e);
        if (index != -1) {
            remove(index);
        }
    }
}
